一种生物质基纳米二氧化硅气凝胶的制备方法技术

本发明专利技术是一种生物质基纳米二氧化硅气凝胶的制备方法，以秸秆为原料，用盐酸酸解去除杂质，高温下热解，结合高速振动球磨机和超声波分散方法，从秸秆中提取生物质基纳米二氧化硅；将生物质基纳米二氧化硅与NaOH溶液加热反应，冷却过滤得到生物质基水玻璃溶液；加入硫酸，调节pH值至1~2，并逐滴缓慢滴加NaOH溶液至pH值7~8，不断搅拌静置后用去离子水清洗去除杂质，合成生物质基水凝胶；用无水乙醇溶剂交换水凝胶。利用真空冷冻干燥机冷冻干燥，得到生物质基纳米二氧化硅气凝胶。优点：得到的纳米二氧化硅气凝胶材料比表面积高、孔结构合理、表观密度低、热学性能优良，可用于建筑、医药、化工催化用材料。实现了废物再利用。

Method for preparing biomass based nano silica aerogel

The invention relates to a preparation method of biomass based nano silica aerogels, with straw as raw material, using hydrochloric acid solution to remove impurities, high temperature pyrolysis, combined with high speed vibration mill and ultrasonic dispersion method, extracting silica from the straw biomass Kinami; raw material base of nano silica and NaOH solution heating reaction, cooling and filtering to obtain biomass based water glass solution; adding sulfuric acid to adjust the pH value to 1~2, and then drops slowly dripping NaOH solution to pH 7~8, continuously stirring after cleaning with deionized water to remove impurities, the synthesis of biomass based hydrogel; anhydrous ethanol solvent exchange hydrogel. Biomass based nano silica aerogels were obtained by freeze drying in vacuum freeze drying machine. The obtained nanometer silica aerogel material has the advantages of high specific surface area, reasonable pore structure, low apparent density and good thermal performance, and can be used for building, medicine and chemical catalysis materials. Waste reuse was achieved.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质基纳米二氧化硅气凝胶的制备方法
本专利技术涉及的是一种生物质基纳米二氧化硅气凝胶的制备方法，属于利用生物质废弃物制备纳米二氧化硅气凝胶材料的

技术介绍
天然生物质资源在蓄积量和生产量上是一切物质资源中最巨大、最恒久的，千万年来一直是维持人类生存和发展的主要物质基础之一。我国的农业剩余物（秸秆）的产量达到7亿t/a，工业利用率仅为1%左右，大量的秸秆在农田里焚烧，火光和浓烟严重污染了空气环境，甚至对于民用航空安全也造成影响。由此可见，农业剩余物亟待进行科学经营和高效利用，而且充分利用生物质资源创造出新的、能满足人们需求的高性能生物质基新型材料是未来主要研究发展方向。农作物秸秆是一个纳米硅的生物制造器，有研究表明，秸秆中含有丰富的硅物质，其化学组成元素为Si、O，主要以二氧化硅胶（SiO2·nH2O）的形式存在，含量达13%左右。如果能充分利用秸秆中的硅物质，并制备成新型的材料，既可以提高农作物秸秆材料的附加值，发展生物质材料向新领域扩展，也可以将秸秆资源变废为宝，减少焚烧秸秆对环境造成的污染。二氧化硅气凝胶(aerogel)是一种由纳米量级粒子聚集并以空气为分散介质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质基纳米二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征是该方法包括如下步骤：（1）将秸秆放入粉碎机中加工成碎料，再用稀盐酸完全浸泡并在60~70℃加热1~2小时，随后水洗至中性，再在105℃烘箱中干燥至绝干；（2）将步骤（1）中绝干的秸秆碎料放入马弗炉内在空气氛围中570~770℃煅烧100~300分钟，煅烧后取出快速冷却，得到二氧化硅；（3）将步骤（2）中得到的二氧化硅通过高速振动球磨机对其进行球磨处理10~60分钟，再利用超声波分散仪在200w功率下超声处理1~4小时，得到纳米二氧化硅；（4）将步骤（3）中得到的纳米二氧化硅加入NaOH溶液，将上述溶液沸腾状态下加热反应2~3小时，反应后冷却溶液...

【技术特征摘要】
1.一种生物质基纳米二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征是该方法包括如下步骤：（1）将秸秆放入粉碎机中加工成碎料，再用稀盐酸完全浸泡并在60~70℃加热1~2小时，随后水洗至中性，再在105℃烘箱中干燥至绝干；（2）将步骤（1）中绝干的秸秆碎料放入马弗炉内在空气氛围中570~770℃煅烧100~300分钟，煅烧后取出快速冷却，得到二氧化硅；（3）将步骤（2）中得到的二氧化硅通过高速振动球磨机对其进行球磨处理10~60分钟，再利用超声波分散仪在200w功率下超声处理1~4小时，得到纳米二氧化硅；（4）将步骤（3）中得到的纳米二氧化硅加入NaOH溶液，将上述溶液沸腾状态下加热反应2~3小时，反应后冷却溶液并将其真空抽滤，滤液为水玻璃；（5）将步骤（4）中得到的水玻璃溶液中加入硫酸，调节pH至1~2，再逐滴缓慢滴加NaOH溶液至pH为7~8，其间不断搅拌，静置使其成为水凝胶，再静置陈化24h后用去离子水反复清洗去除钠离子；（6）将步骤（5）中得到的水凝胶用无水乙醇溶剂交换72h，每隔24小时更换一次无水乙醇；（7）将步骤（6）中的水凝胶利用真空冷冻干燥机冷冻干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨蕊，周定国，连海兰，梅长彤，周晓燕，张洋，冒海燕，兰平，贾翀，张晨，李珏，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32